固体基质
无土栽培的固体基质
第一节 固体基质的作用及要求
2、基质的酸碱性(pH值)
• 基质的过酸或过碱一方面可能直接影响到作物根系的 生长，另一方面可能会影响到营养元素的平衡、稳定 性和对作物的有效性。
第一节 固体基质的作用及要求 3、透气作用
• 植物根系的生长过程需要有充足的氧气供应，充足的氧气供 应对于植物的正常生长起着举足轻重的影响。
• 基质过于紧实、颗粒过细，可能造成基质透气不良。
• 基质中水分含量高时，空气含量就低，反之，空气含量高时， 水分含量就低。
• 良好的固体基质必须较好地协调空气和水分两者之间的关系。
测定某一种固体基质的容重时可用一个已知体积的容器(如量 筒或带刻度的烧杯等)装上待测定的基质，再将基质倒出后称 其重量，以基质的重量除以容器的体积即可得到这种基质的 容重。 不同的基质由于其组成不同，因此在容重上有很大的差异； 同一种基质由于受到颗粒粒径大小、紧实程度等的影响，其 容重也有一定的差别。
第三节 无机栽培基质
七、炉渣
• 煤渣为烧煤之后的残渣。 工矿企业的锅炉、食堂以 及北方地区居民的取暖等， 都有大量的煤渣，其来源 丰富。
• 容重适中，作物不宜倒苗。 价格便宜，容易获得，透 气性良好，但是碱性大， 持水量低，质地不均一， 对营养液的成分影响大
第四节 有机栽培基质 有机栽培基质
泥炭 芦苇末 锯木屑
3、基质气水比（大小孔隙比）
• 大孔隙是指基质中空气所能够占据的空间，也称通气 孔隙；而小孔隙是指基质中水分所能够占据的空间， 也称持水孔隙。通气孔隙和持水孔隙所占基质体积的 比例(%)的比值称为大小孔隙比。
固体基质的分类和选用原则
固体基质的分类和选用原则无土栽培用的固体基质有许多种，包括岩棉、蛭石、珍珠岩、沙、砾石、草炭、稻壳、椰糠、锯末、菌渣等，这些基质加入营养液后，能象土壤一样给植物提供O2、H2O、养分和对植物的支持，同时能够弥补纯水培的一些不足之处，如通气不良，不能调节供给根系的水分条件等。
因此，固体基质是无土栽培中极重要的一个部分。
固体基质的分类方法很多，按基质的来源分类，可以分为天然基质和人工合成基质两类。
如沙、石砾等为天然基质，而岩棉、泡沫塑料、多孔陶粒等则为人工合成基质。
按基质的组成来分类，可以分为无机基质、有机基质和化学合成基质三类。
沙、石砾、岩棉、蛭石和珍珠岩等都是无机物组成的，为无机基质；树皮、泥炭、蔗渣、稻壳、椰糠等由植物有机残体组成的，为有机基质；泡沫塑料为化学合成基质。
按基质的性质来分类，可以分为活性基质和惰性基质两类。
所谓活性基质是指具有盐基交换量或本身能供给植物养分的基质。
惰性基质是指基质本身不起供应养分作用或不具有盐基交换量的基质。
泥炭、蛭石等含有植物可吸收利用的养分，并且具有较高的盐基交换量，属于活性基质；沙、石砾、岩棉、泡沫塑料等本身既不含养分也不具有盐基交换量，属于惰性基质。
按基质使用时组分的不同，可以分为单一基质和复合基质两类。
所谓单一基质是指使用的基质是以一种基质作为植物生长介质的，如沙培、沙砾培使用的沙、石砾，岩棉培的岩棉，都属于单一基质。
复合基质是指由两种或两种以上的基质按一定的比例混合制成的基质。
现在，生产上为了克服单一基质可能造成的容重过轻、过重、通气不良或通气过盛等的弊病，常将几种基质混合形成复合基质来使用。
一般在配制复合基质时，以两种或三种基质混合而成为宜。
一、无机基质和有机基质.无机基质主要是指一些天然矿物或其经高温等处理后的产物作为无土栽培的基质，如沙、砾石、陶粒、蛭石、岩棉、珍珠岩等。
它们的化学性质较为稳定，通常具有较低的盐基交换量，其蓄肥能力较差。
有机基质则主要是一些含C、H的有机生物残体及其衍生物构成的栽培基质，如草炭、椰糠、树皮、木屑、菌渣等。
第3章 基质的选用及处理
第3章基质的选用及处理基质是无土栽培的基础，即使采用水培方式，育苗期间和定植时也需要少量基质来固定和支持作物。
常用的基质有砂、石砾、珍珠岩、蛭石、岩棉、草炭、锯木屑、炭化稻壳、各种泡沫塑料和陶粒等。
新型基质也在不断开发和使用。
因基质栽培设备简单、投资较少、管理容易、基质性能稳定，并有较好的实用价值和经济效益，所以基质栽培发展迅速。
第一节固体基质的理化性质一、固体基质的作用1．支持和锚定植物这是固体基质的基本作用。
基质使植物保持直立，并给植物根系提供一个良好的生长环境。
2．保持水分固体基质都具有一定的保水能力，基质之间的持水能力差异很大。
如珍珠岩，它能够吸收相当于本身重量3～4倍的水分；泥炭则可以吸收相当于本身重量10倍以上的水分。
基质具有一定的保水性，可以防止供液间歇期和突然断电时，植物不致于吸收不到水分和养分，干枯死亡。
3．透气固体基质的孔隙存有空气，可以供给植物根系呼吸所需的氧气。
固体基质的孔隙也是吸持水分的地方。
因此，要求固体基质既具有一定量的大孔隙，又具有一定量的小孔隙，两者比例适当，可以同时满足植物根系对水分和氧气的双重需求，以利根系生长发育。
4.缓冲作用缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的生长提供一个稳定环境的能力，即当根系生长过程中产生的有害物质或外加物质可能会危害到植物正常生长时，固体基质会通过其本身的一些理化性质将这些危害减轻甚至化解。
具有物理化学吸收能力的固体基质如草炭、蛭石都有缓冲作用，称为活性基质；而不具有缓冲能力或缓冲能力较弱的基质，如河沙、石砾、岩棉等称为惰性基质。
5.提供营养的作用泥炭、木屑、树皮等有机基质能为植物苗期或生长期间提供一定的矿质营养。
二、基质的物理性质基质的好坏首先决定于基质的物理性质。
在水培中，基质是否肥沃并不重要，一方面要起到固定植株的作用，另一方面为作物生长创造良好的水气条件。
基质栽培则要求基质具有良好的物理性质。
反映基质物理性质的主要指标的颗粒大小(粒径)、容重、总孔隙度、气水比等。
固体基质
<!--[if !supportLists]-->一、<!--[endif]-->固体基质的种类按基质的组分来分类可分为：<!--[if !vml]--><!--[endif]-->无机基质砂子、砾石、珍珠岩、蛭石、岩棉、矿棉、陶粒、聚乙烯、聚丙烯、酚类树脂、尿醛泡沫塑料、炉渣<!--[if !vml]--><!--[endif]-->有机基质草炭、泥炭、木屑、秸秆、稻壳、树皮、棉籽壳、蔗渣、椰糠二、固体基质的作用1.支持固定植物2.保持水分3.保持和提供营养4.提供氧气5.缓冲作用三、对固体基质的要求植物的根系直接与基质接触，因此基质的理化性质对根系的吸水、吸肥，呼吸等生理活动影响很大。
（一）理想基质应具备的条件1.适于种植多种植物，适于植物各个生长阶段的生育。
2.容重轻，便于搬运。
3.总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持大量通气孔隙，有利于植物根系的贯通和扩展。
4.吸水率大，持水力强，减少浇水次数；同时，多余的水分容易排除，不易发生湿害。
5.具有一定的弹性和伸长性，对根系的固定性好又不妨碍根系生长。
6.浇水少时不易断裂而伤根，浇水多时不粘妨碍根系呼吸。
7.绝热性好，基质温度稳定不伤根8.基质不带病、虫、草害9.不会因高温、冷冻、化学药剂处理而发生变形变质，便于重复使用时基质消毒。
10.基质具有一定的肥力，对养分的供给和pH值有一定缓冲能力，又不会对营养液和pH有干扰。
11.pH值易调节。
12.不污染环境。
（二）基质的物理特性1.容重是以基质干重/基质体积来表示（g/cm3）容重主要受基质密度（质地）和颗粒大小的影响，反映了基质的疏松程度。
容重过大，总孔隙度小，基质紧实。
这种基质透水、透气性差，影响根系生长，栽培效果差，操作管理难。
容重过小，总孔隙度大，基质疏松，通气性好，但是基质易干，需经常浇水，管理麻烦，基质易漂浮，根系固定不好。
无土栽培固体基质的种类与理化特性
４８．５０ ５．１５ １．２５
１８．９３ １５．３２
４．１２
２６２．２ ０．６ ０．９
３６５．２ ２５２．１
０
１２５１．３ ８４．２ ９．３ ２２．２
１５．１ １０．８ ２６７．８ １９０．０ ７３１．０ １３１．５
４０．１ ５２．６
１１４．２ １３５．０
６９．６ １３５００．０
５２００．０ １２０．４
不论何种类型的基质，要了解其在无土栽培生产中的 应用效果．必须要掌握它的主要理化性状。那么基质的理 化性状包括那些内容呢７
◎总孔隙度：是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和， 以相当于基质体积的百分数表示【％）。总孔隙度大的基质较 轻，基质疏松，有利于作物根系生长，但对于作物根系的 固定作用的效果较差，易倒伏。例如，蔗渣、蛭石、岩棉 等的总孑Ｌ隙度在９０％～９５％以上ｊ总孔隙度小的基质较重． 水气的总容量较小，如砂的总孔隙度约为３０％。因此，为 了克服单一基质总孔隙度过大或过小所产生的蔽病，生产 上常将二、三种不同颗粒大小的基质混合制成复合基质使 用，混合基质的总孔隙度以６０％左右为宜。
可用于无土栽培的固体基质有多种，可以因地制宜，就 地取材。常用的有砂．石砾、珍珠岩．蛭石、岩棉、泥炭、 锯木屑、稻壳、泡沫塑料等。按基质来源可将基质分为天 然基质如砂、石砾和人工合成基质如岩棉、泡沫塑料，多 孔陶粒等；按基质组成分类，可以将基质分为无机基质和 有机基质。砂，石砾、岩棉，珍珠岩和蛭石等都是以无机 物组成的，为无机基质．而树皮、泥炭、蔗渣、稻壳等是 以有机残体组成的，为有机基质；按基质性质分类．可以 分为惰性基质和活性基质两类。惰性基质是指基质本身无 养分供应或不具有阳离子代换量的基质，如砂、石砾、岩 棉等，活性基质是指具阳离子代换量，本身能供给植物养 分的基质，如泥炭．蛭石等：按使用时组分不同分类，可 以分为单一基质和复合基质。以一种基质作为生长介质的， 如沙培、砾培、岩棉培等，都属于单一基质．复合基质是 由两种或两种以上的基质按一定比例混合制成的基质，复 合基质可以克服单一基质过轻．过重或通气不良的缺点。
固体基质的认知
（g/cm3） （%） （%）
菜园土 河沙 炉渣 蛭石 珍珠岩 岩棉 木屑 泥炭
1.10 1.49 0.70 0.13 0.16 0.11 0.19 0.21
66.0 30.5 54.7 95.0 93.2 96.0 78.3 84.4
21.0 29.5 21.7 30.0 53.0 2.0 34.5 7.1
1.固定 2.持水 3.通气 4.缓冲 5.提供部分营养
二、性质
（一）物理 1.容重（g/L或g/cm3） 2.总孔隙度（%） 3.大小孔隙比 4.颗粒大小
（二）化学 1.化学稳定性 2.阳离子代换量 3.电导率 4.酸碱性 5.缓冲能力
表3－1 几种基质的理化性质
基质种 容重
总孔隙度 大孔隙
类
一、种类 二、特性
（一）来源 1.天然基质； 2.合成基质。
（二）化学组成 1.无机基质； 2.有机基质。
（三）组合 1.单一基质； 2.复合基质。
特性
（一）岩棉 辉绿石＋石灰石＋焦炭→熔化→岩棉板
或岩棉块。 性质： 1.理化性状优良 2.pH值稳定 3.无阳离子代换量 4.无菌
（二）珍珠岩 含硅矿物质→加热1000℃→颗粒。 1.性质 容重：0.03～0.16g/cm3， 总孔隙度：93%。 pH值：7～7.2。 无缓冲作用。 2.缺点
小孔 隙
45.0 1.0 33.0 65.0 40.2 94.0 43.8 77.3
大孔隙： pH值 小孔隙
1：2.4 6.8 1：0.03 6.5 1：1.51 6.8 1：2.17 6.5 1：0.75 6.3 1：0.55 6.3 1：1.26 6.2 1：10.9 6.8
固体基质的种类及其特性
（三）蛭石 硅、镁、铝的矿物质-1000℃-形成
固体基质
碳氮比
碳氮比高的基质，由于微生物生命活动对氮的 争夺，会导致植物缺氮。
有机基质在配制混合基质时，用量<20%，或者堆
3. 理想基质的要求 （1）适用广；（2）容重轻；（3）总孔隙度大； （ 4 ）吸水、持水；（ 5 ）弹性和伸展性；（ 6 ）浇 水多、少时，不影响团粒结构；（ 7 ）绝热性好 （8）不带病菌；（9）便于重复使用； （10）有一定的肥力；（11）无难闻的气味和难看 的颜色；（12）pH易调节；（13）不污染土壤； （14）容易清洗；（15）不受地区限制；（16） 管理简便；（17）价格不高；
3. 市场性
4. 环保性
以产品市场为导向来选择适宜的基质和 栽培类型。
基质的选用符合环境保护法规 基质具有良好的理化性质，具有较强的盐分、 pH值的缓冲性能。 尽量减少草炭的用量或寻找草炭替代作品 有机废气物作为无土栽培基质的处理问题
二、基质的分类
1.基质的来源分类
天然基质：砂、石砾。 人工合成基质：岩棉、泡沫塑料、多孔陶粒。
电导率
指基质未加入营养液之前，本身原有的电导率，用毫西 门子／厘米（ｍS/cm）来表示，它反映基质中原来带有的 可溶盐分的多少，直接影响营养液的平衡，其中受海水污 染的砂及某些植物性基质（树皮、炭化稻壳）含有较高的盐分。 基质总盐分浓度：< 500mg/kg。 电导率与硝态氮的相关性：EC<0.5施肥, EC 1.3~2.75 不需施肥； 测定：基质：水=1：2；1：5；饱和法等。
偏碱，宜与泥炭混用；CEC高（100me/100g）；含较多 K、Ca、Mg；吸水力强（100～650Kg/m3）；粒径要求 3mm以上（育苗0.75～1.0mm）；易碎、只用1～2次。
植物生长对基质化学性质的要求
4.基质的电导率 基质的电导率也叫电导度，是指基 质未加入营养液之前，本身具有的 电导率，用以表示各种离子的总量 （含盐量），一般用毫西门子/厘米 （mS/cm）表示。 电导率是基质分析的一项指标，它 表明基质内部已电离盐类的溶液浓 度。它反映基质中原来带有的可溶 盐分的多少，将直接影响到营养液 的平衡
大颗粒的有机基质由于其表面积小于 其体积，分解速度较慢，而且其有效 碳氮比小于细颗粒的有机基质（。所 以，要尽可能使用粗颗粒的尤其是碳 氮比低的基质。 一般规定，碳氮比200：1--500：1属 中等，小于200：1属低，大于500∶1 属高。通常，碳氮比宜中宜低而不宜 高。C/N=30左右较适合于作物生长。
基质的电导率
在常见基质中，岩棉、蛭石、珍珠岩以及 膨胀陶粒等无机基质PH值普遍大于7，显 中性或偏碱性，电导率普遍较低。 泥炭、锯末屑、蔗渣、椰子纤维等有机基 质的PH值均小于7，偏酸性，偏酸性的基 质有利于作物根系的活化，有助于根系分 泌的有机酸、糖、酚类物质以及其他黏胶 物质等与基质营养液中的溶质结合，增强 根系对营养元素的代换吸收。 当基质的PH值低于5.5时，作物易受到铝 毒、锰毒等酸毒的侵害，极大的阻碍根系 对营养物质的吸收。
低品位： 矿化度高，灰分含量高， pH高。
（2）调配措施：为优质盆栽用土，选
用时应加入足够肥料，也可用作混合 基质的主要成分，所占比例为25－75 ％。
蛭石
为水合镁铝硅酸盐，是云母类无机物加 热至800－10000C形成的一种无菌材料。
（1）化学特性：pH7－9，能提供一定量
的K、Ca、Mg离子等营养物质。 （2）用途：优质扦插基质，也可与其它 基质混用，不可长期使用。长期使用的 蛭石，结构破碎、孔隙度降低、排水透 气降低。
简述固体基质的作用
简述固体基质的作用
固体基质具有以下几个作用：
1. 支持固定植物生长：固体基质提供植物根系的支撑，使植物能够正常生长。
通过根部的定位和抓紧，固体基质能够帮助植物稳定在生长容器中。
2. 保持水分：固体基质能够吸收和保持水分，为植物的生长提供必需的水分。
同时，固体基质还能调节水分的释放，减少水分的流失。
3. 透气：固体基质的结构通常含有孔隙，这些孔隙能够促进空气的流动，提供植物所需的氧气，以及排出根系产生的二氧化碳。
4. 缓冲：固体基质可以缓冲环境中的温度和湿度波动，保护植物免受极端的气候条件的影响。
5. 提供营养：有机固体基质可以含有天然的营养物质，为植物提供部分所需的养分。
此外，人工合成的无机固体基质可以通过添加肥料来提供植物所需的养分。
《固体基质》课件
1 晶粒大小和形状
固体基质的晶粒大小和形 状影响其力学性能和热传 导性能。
2 空隙度和孔隙度
空隙度和孔隙度决定固体 基质的压缩性和孔隙介质 中其他物质的密度和比表面 积对其物理性质和化学反 应具有重要影响。
固体基质的应用
土壤学
通过研究土壤中的固体基质， 我们可以了解土壤形成、植物 生长和土地管理等方面。
3
核磁共振成像
核磁共振成像技术可用于研究固体基质中的原子和分子组成以及它们之间的相互 作用。
固体基质的未来
1 智能材料
固体基质在智能材料领域有着巨大的潜力，可用于制造响应性材料和传感器。
2 生物医学应用
固体基质在生物医学中的应用范围不断扩大，包括人工器官、药物输送和组织工程等领 域。
3 环境污染治理
矿物质基质由天然矿物组成，如岩石和土壤。它们在地质和环境科学中具有重要作用。
有机质基质
有机质基质包含有机物质，例如土壤中的有机质。它们对于生物和环境过程的理解具有关键 意义。
生物质基质
生物质基质由生物体的细胞组成，如骨骼、植物组织和细胞外基质。它们在生命科学和医学 领域具有广泛应用。
固体基质的特征
《固体基质》PPT课件
欢迎来到本次《固体基质》PPT课件！在本课件中，我们将讨论固体基质及其 特性、分类、应用和研究技术，并展望未来的发展。
什么是固体基质？
固体基质是指各种物质中承载其他成分或存在于其中的固态材料。它具有特 定的物理性质和化学组成，是许多领域中的关键研究对象。
固体基质的分类
矿物质基质
岩石学
在岩石学中，固体基质的研究 对于了解岩石性质和地质历史 至关重要。
简述固体基质的作用
简述固体基质的作用
固体基质在许多领域中都有广泛的应用，它们的作用因具体应用
而异。
以下是固体基质的一些常见作用：
1. 支撑和保护：固体基质可以提供支撑和保护作用，例如在建
筑、交通和航空航天领域中，固体基质可以用于制造结构材料、机身
和发动机部件等。
2. 分离和过滤：固体基质可以用于分离和过滤不同的物质，例如
在化学工业中，固体基质可以用于分离液体中的杂质和固体颗粒。
3. 吸附和储存：固体基质可以用于吸附和储存气体、液体和离子
等物质，例如在环境保护领域中，固体基质可以用于吸附和储存有害
气体和污染物。
4. 催化和反应：固体基质可以作为催化剂或反应物，促进化学反
应的进行，例如在石油化工和化学合成领域中，固体基质可以用于催
化和反应过程。
5. 导电和导热：固体基质可以用于导电和导热，例如在电子和电
气领域中，固体基质可以用于制造电子元件和导热材料。
6. 光学和光电子学：固体基质可以用于光学和光电子学领域，例
如在光通信和太阳能电池领域中，固体基质可以用于制造光学元件和
光电子器件。
固体基质在许多领域中都有广泛的应用，它们的作用取决于其物理、化学和机械性质，以及具体的应用场景。
固体基质培名词解释
固体基质培名词解释固体基质培养（SolidMediumCultivation）是一种涉及微生物、细胞培养、分离和分析等技术，可以在固体基质中进行微生物、细胞、酶及其他生物体的培养、发育、繁殖、分离和分析，及其他特性的研究。
固体基质培养可以简单地理解为在固体物质（如砂粒、瓦楞纸、纤维素等）上，进行微生物、细胞、酶等生物体的培养、繁殖和分离，以及其他生物体的活性物质的分析等。
固体基质培养在生物分离、抗性测定、特异性检测、耐受性评价、灭菌效果判定等方面，具有重要意义。
固体基质培养是一种多样性和动态性很强的微生物分离技术，它利用固体表面提供供细胞营养、改变细胞环境的影响、以及向细胞提供供细胞活性物质的作用，进行微生物和细胞的分离、繁殖和分析。
固体基质培养的优点在于，它可以从复杂的微生物群体中，快速准确地将少量的细胞分离出来，以准确地识别出潜在的微生物种类。
另外，由于固体基质培养利用了培养基上细胞的增殖和活性物质的作用，能够更有效地检测和分离微生物，有助于更好地解决环境及工业相关的生物问题。
固体基质培养主要应用在微生物学、生物技术和药理学等领域，主要有以下几种：（1）固体基质培养用于微生物学中，可以鉴定微生物的种类，识别致病菌，检测细菌的抗性，以及研究病原菌的传播特性等。
（2）固体基质培养在生物技术中，可以用来催化所需酶的产生，用于提取、纯化活性物质（如蛋白质、核酸、脂质等），以及作为基础培养基，进行细胞极性基因及其注射等试验。
（3）固体基质培养在药理学中，可以用来定量和定性地评价抗生素的抗菌活性，以及发现新的抗菌药物。
固体基质培养也被广泛应用于其他领域，如环境污染的分析、食品安全的评价和工业过程中的优化等。
固体基质培养是一种重要的生物技术，它可以快速地从复杂的微生物群体中准确地识别出有效成分，同时也可用于评价抗生素的抗菌活性、研究病原菌的传播特性等，可以说是当今生物技术研究中极具重要作用的一种技术。
标题 试讨论固体基质栽培形式有哪些
标题试讨论固体基质栽培形式有哪些,在生产中的应
用情况
在基质无土栽培系统中，固体基质的主要作用是支撑作物根系及供给作物一定的水分及营养元素。
与水培相比较，基质栽培缓冲性强，栽培技术容易掌握，栽培设施易建造，成本也低，因此世界各国的无土栽培中，其面积均大于水培。
以下是基质栽培的几种类型：
1、槽培和袋培。
槽培是将基质装入一定容积的栽培槽中以种植作物。
基质装槽后，布设滴灌带，营养液可由水泵泵入滴灌系统后供给植物，也可利用重力法供液。
袋培除了基质装在塑料袋中以外，其他与槽培相似。
2、岩棉栽培和沙培。
沙培可用于槽培，然后在沙漠地区，是一种更为方便，成本又低的做法。
岩棉栽培具有较强的缓冲能力，对作物造成的损失较小。
岩棉栽培是国外基质栽培广泛应用的材料。
固体基质实验报告
一、实验目的1. 了解固体基质的性质和分类。
2. 掌握固体基质的基本制备方法。
3. 学习固体基质在药物释放中的应用。
二、实验原理固体基质是指具有一定形态、体积和质量的固体材料，可作为药物载体，用于药物的缓释、控释和靶向释放。
固体基质的种类繁多，包括水溶性基质、难溶性基质、生物可降解基质等。
本实验主要研究水溶性基质和难溶性基质的制备方法及其在药物释放中的应用。
三、实验器材与材料1. 实验器材：天平、研钵、烧杯、玻璃棒、滤纸、剪刀、温度计、电热板、烘箱、药物（如阿司匹林）、水溶性基质（如羧甲基纤维素钠）、难溶性基质（如聚乳酸）等。
2. 实验材料：水溶性基质（羧甲基纤维素钠）、难溶性基质（聚乳酸）、药物（阿司匹林）、溶剂（水）等。
四、实验步骤1. 水溶性基质的制备（1）称取一定量的羧甲基纤维素钠，置于烧杯中。
（2）加入适量的水，用玻璃棒搅拌至完全溶解。
（3）将溶液转移至烘箱中，于60℃下干燥至恒重。
（4）将干燥后的固体研磨成粉末，过筛，备用。
2. 难溶性基质的制备（1）称取一定量的聚乳酸，置于烧杯中。
（2）加入适量的水，用玻璃棒搅拌至完全溶解。
（3）将溶液转移至烘箱中，于60℃下干燥至恒重。
（4）将干燥后的固体研磨成粉末，过筛，备用。
3. 药物-固体基质复合物的制备（1）将一定量的药物与水溶性基质或难溶性基质按比例混合。
（2）用玻璃棒搅拌，使药物均匀分散在固体基质中。
（3）将混合物转移至模具中，压制成一定形状的固体基质。
（4）将压制好的固体基质放置于烘箱中，于60℃下干燥至恒重。
4. 药物释放实验（1）将制备好的药物-固体基质复合物放入释放介质中。
（2）在设定的时间间隔内取出复合物，用滤纸吸干表面液体，称重。
（3）计算药物释放量，绘制药物释放曲线。
五、实验结果与分析1. 水溶性基质的制备结果：制备得到的水溶性基质呈白色粉末状，无杂质。
2. 难溶性基质的制备结果：制备得到的难溶性基质呈白色粉末状，无杂质。
固体基质的作用
固体基质的作用固体基质的作用在无土栽培中，固体基质的使用是非常普遍的，从用营养液浇灌的作物基质栽培，到营养液栽培中的育苗阶段和定植时利用少量的基质来固定和支持作物，都需要应用各种不同的固体基质。
无土栽培常见的固体基质有沙、砾石、锯末、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、椰壳纤维等，随着具有良好性能新型基质的不断开发并投入应用，使得应用固体基质的作物基质栽培具有性能稳定、设备简单、投资较少、管理较易的优点得到充分发挥，并有较好的实用价值和经济效益，因而被越来越多的地方和栽培者所使用。
1.支持固定植物的作用固体基质可以支持并固定植物，使其扎根于固体基质中而不致沉埋和倾倒；并有利于植物根系的伸展和附着。
2.保持水分的作用能够作为无土栽培使用的固体基质一般都可以保持一定的水分。
例如，珍珠岩可以吸收相当于本身重量3～4倍的水分；泥炭则可以吸收保持相当于本身重量10倍以上的水分。
固体基质吸持的水分在灌溉期间使作物不致失水而受害。
3.透气的作用作物的根系进行呼吸作用需要氧气，固体基质的孔隙存有空气，可以供给作物根系呼吸所需的氧。
固体基质的孔隙同时也是吸持水分的地方。
因此，在固体基质中，透气和持水两者之间存在着对立统一的关系，即固体基质中空气含量高时，水分含量就低，反之亦然。
这样，就要求固体基质的性质能够协调水分和空气两者的关系，以满足作物对空气和水分两者的需要。
4.缓冲的作用当外来物质或根系本身新陈代谢过程中产生一些有害物质危害作物根系时，缓冲作用会将这些危害化解为无。
具有物理化学吸附功能的固体基质都具有缓冲作用，例如蛭石，泥炭等就有这种功能。
具有这种功能的固体基质，通常称为活性基质。
无土栽培生产中所用的无机固体基质缓冲作用较弱，其根系环境的物理化学稳定性较差，需要生产者对其进行处理,使其能够保持良好的稳定性。
5.提供营养的作用有机固体基质如泥炭、椰壳纤维、熏炭、苇末基质等，可为作物苗期或生长期间提供一定的矿质营养元素。
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容重可反映基质的疏松程度，容重过大， 则过于紧实，通气透水性能较差，影响根系的 生长；而容重过小，则过于疏松，通气透水性 能较好，有利于作物根系伸展，但不易固定植 物，易倾倒。
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一般地，基质的容重在0.1~0.8 g/cm3范围内，作物的生长效果较好。
• 2、总空隙度
指基质中持水空隙和通气空隙的总和。 总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，较为 有利于作物根系生长，但固定和支撑作物的效 果较差，容易造成植物倒伏；总孔隙度小的基 质较重，水、气的总容量较少，不利于根系生 长。 为了克服某一种单一基质总孔隙度过大或 过小所产生的弊病，在实际应用时常将2、3种 不同颗粒大小的基质混合制成复合基质来使用。
的水分不能被基质的毛细管吸持在这些孔隙中 而在重力的作用下流出基质的那部分空间； 持水孔隙是指孔隙直径0.001~0.1mm范围内的 孔隙，水分在这些孔隙中会由于毛细管作用而 被吸持在基质中，因此，也称毛管孔隙；存 在于这些孔隙中的水分称为毛管水。
• 大小孔隙比能反映基质的水、气状况：如果大 小孔隙比大，则说明基质中空气容积大而持水 容积较小。 如果大小孔隙比小，则空气容积 小而持水容积大。 • 一般来说，固体基质的大小孔隙比在1:2～4 的范围内作物均能较好的生长。
• 4、粒径（颗粒大小）
指基质颗粒直径的大小，用mm表示。 它直接影响到其容重、总孔隙度、大小孔隙 度及大小孔隙比等其它物理性状。 同一种固 体基质其颗粒越细，则容重越大，总孔隙度越 小，大孔隙容量越小，小孔隙容量越大，大小 孔隙比越小； 反之，如果颗粒越粗，则容重 越小，总孔隙度越大，大小孔隙比越大。
• 3、基质气水比（大小孔隙比）
指一定的时间内，基质内容纳气、水的相比值。
大孔隙是指基质中空气所能够占据的空间，也 称通气孔隙；而小孔隙是指孔隙 所占基质体积比例(%)的比值称为大小孔隙比。 大小空隙比＝通气空隙（％）/持水空隙（％）
• 通气孔隙是指孔隙直径在0.1mm以上，灌溉后
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固体基质种类繁多：河沙、石砾、蛭 石、珍珠岩、岩棉、泥炭、锯木屑、炭 化稻壳(砻糠灰)、多孔陶粒、泡沫塑料 等几十种
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本章主要讲述： 固体基质的作用及其有关的性质 在生产过程中应该注意的选用原则 常用固体基质的主要理化性能 基质的消毒方法等
第一节 固体基质的作用及要求
• 一、固体基质的作用
• 1、支持固定植物的作用 固体基质最主要的一个作用。 使得植物能够保持直立而不致于倾倒，同 时给植物根系提供一个良好的生长环境。
• 2、保持水分的作用 固体基质都有保持水分的能力。不同基质的持 水能力有差异。 例如： 石砾只能吸持相当于其体积10%~15%的水 分； 泥炭可吸持相当于其本身重量10倍以上的水分 珍珠岩也可以吸持相当于本身重量3~4倍的水分。 不同吸水能力的基质可以适应不同种植设施和不 同作物类别生长的要求。
化学变化的影响：化学变化会引起基质中的 化学组成以及原有的比例或浓度发生改变，从 而影响到基质的物理性状和化学性状，同时也 有可能影响加入到基质中的营养液的组成和浓 度的变化，影响原先化学平衡的营养液，进而 影响作物的生长。
由无机矿物构成的基质，如果其组分由长 石、云母、石英等矿物组成，则化学稳定性较 强；而如果是由角闪石、辉绿石等矿物组成的， 则次之；而以白云石、石灰石等碳酸盐矿物组 成的，则化学稳定性最差。 由有机的植物残体构成的基质，如泥炭、 锯木屑、甘蔗渣、炭化稻壳等，由于其化学组 分很复杂，往往会对营养液的组成有一定的影 响，同时也会影响到植物对营养液中某些元素 的吸收。
• 二、对固体基质的要求
（一）对基质物理性质的要求
• 1 、 容 重 （ g / L 、 g / c m 3 ）
单位体积内干燥基质的重量。反映的是基 质的疏松、紧实程度。
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测定某一种固体基质的容重时可用一个已 知体积的容器(如量筒或带刻度的烧杯等)装上 待测定的基质，再将基质倒出后称其重量，以 基质的重量除以容器的体积即可得到这种基质 的容重。 • 不同的基质由于其组成不同，因此在容重 上有很大的差异；同一种基质由于受到颗粒粒 径大小、紧实程度等的影响，其容重也有一定 的差别。
缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的 生长提供一个较为稳定环境的能力，即当根系 生长过程中产生的一些有害物质或外加物质可 能会危害到植物正常生长时，固体基质会通过 其本身的一些理化性质将这些危害减轻甚至化 解的能力。 • 有相当一部分固体基质是不具备缓冲作用 无土栽培并不要求固体基质具有缓冲作用。
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具有物理化学吸收能力的固体基质都有缓冲 作用。如泥炭、蛭石等。 一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用 的固体基质称为活性基质。 没有物理化学吸收能力的固体基质就不具有 缓冲能力的基质称为惰性基质。 具有缓冲作用的基质可通过物理的或化学的 吸收能力将危害植物生长的物质吸附起来。
• 5、提供营养的作用 有机固体基质可为作物苗期或生长 期间提供一定的矿质营养元素。
• （二）对基质化学性质的要求
主要包括：化学组成、化学稳定性、酸碱度、 物理化学吸附能力(阳离子交换量) 、缓冲能力、 电导率等.
1、基质的化学组成及稳定性
基质的化学组成指基质本身含有的化学 物质种类及其含量。 基质的化学稳定性指基质发生化学变化的难 易程度。 在无土栽培中要求基质有很强的化学稳定 性，且不含有有毒的物质。
从有机残体内存在的物质影响其化学稳定 性来划分其化学组成的类型，大致可分为三大 类： 一是易被微生物分解的物质，如碳水化 合物中的单糖、双糖、淀粉、半纤维素和纤维 素以及有机酸等； 二是对植物生长有毒害作 用的物质，如酚类、单宁和某些有机酸等； 三是难以被微生物分解的物质，如木质素、腐 殖质等。
• 3、透气作用
植物根系的生长过程需要有充足的氧气供 应，充足的氧气供应对于植物的正常生长起着 举足轻重的影响。基质过于紧实、颗粒过细， 可能造成基质透气不良. 基质中水分含量高时，空气含量就低，反之，空 气含量高时，水分含量就低。 良好的固体基质必须较好地协调空气和水分两者 之间的关系。
• 4、缓冲作用